Rare-earth ions incorporation into Lu2Si2O7 scintillator crystals: Electron paramagnetic resonance and luminescence study
本文报道了Lu 2Si 2 O 7：Pr和Lu 2Si 2 O 7：Ce焦硅酸盐晶体的电子顺磁共振（EPR）、光吸收、辐射和光致发光（RL和PL）复合物的研究结果。在这两种晶体中，EPR谱证明存在源自作为不受控制的杂质存在于材料中的Yb 3+、Er 3+、Nd 3+、Dy 3+、Gd 3+和V3+离子的特征信号。相应的光谱（除Gd 3+）进行了详细分析和g-和超精细张量确定为所有这些离子在焦硅酸镥的第一次。在Lu 2Si 2 O 7：Pr晶体中的光吸收，RL和PL测量表明仅存在特征Pr 3+跃迁。此外，还观察到了Pr 3 +-Pr 3+的能量转移，并得到了实验证实。
2020-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Electron paramagnetic resonance signatures of Co2+ and Cu2+ in b-Ga2O3
氧化镓（b-Ga 2 O 3）是一种宽带隙化合物半导体，其禁带宽度约为4.9 eV，目前被认为具有广泛的应用前景，从透明导电电极到紫外光电子器件和电力电子器件。然而，所有这些应用都需要对材料的电学和光学性质进行可靠和精确的控制，这在很大程度上会受到杂质的影响，例如生长过程中通常存在的过渡金属。在这项工作中，我们采用电子顺磁共振（EPR）光谱，以获得EPR签名的3d-过渡金属Co 2+和Cu 2+的b-Ga 2 O 3块体晶体和粉末，是未知的。此外，我们表明，Co 2+和Cu 2+都优先驻留在八面体镓晶格网站。
2019-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid functional calculations of the Al impurity in silica: Hole localization and electron paramagnetic resonance parameters
本文采用第一性原理计算方法研究了烟石英中中性铝杂质的超原胞和团簇结构。电子顺磁共振测量表明，周围的Al中心的氧进行极化畸变，定位的四个氧原子上的孔。我们发现，筛选交换混合功能成功地描述了这种本地化，并提高了标准的局部密度方法或混合功能，不包括足够的确切交换，如B3LYP。我们发现在约2.5 eV以上的价带最大值的缺陷能级，对应于一个本地化的空穴在O 2p轨道。g张量和超精细分裂的计算值与实验符合得很好。
2011-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnO$_3$ thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism
金属过渡金属氧化物在临界厚度的几个单层（ML）上发生金属-绝缘体转变（MIT），但其驱动机制仍然存在争议。用X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性研究了铁磁金属La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$的MIT随厚度的变化。当膜厚度在MIT的临界厚度（6 - 8 ML）上减小时，观察到铁磁信号逐渐减小并且伴随着顺磁信号的增加，而Mn价态朝向Mn $^{3+}$突然减小。这些观察结果表明，铁磁相逐渐和最有可能不均匀地变成顺磁相，两个阶段突然成为绝缘的临界厚度。
2014-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paramagnetic resonance in La2NiMnO6 probed by impedance and lock-in detection techniques
本文报道了在室温下，采用两种无腔方法，在频率为f = 1 ~ 5 GHz的微波磁场中，对双钙钛矿型La_2NiMnO_6的顺磁共振进行了探测。我们使用间接阻抗法，该方法使用射频阻抗分析仪和折叠铜带线圈，频率范围f = 1至2.2 GHz。在这种方法中，当施加直流磁场扫描时，带状线圈的高频电阻呈现尖峰，电抗曲线过零，呈现共振。使用共面波导用于微波激发的基于锁定的宽带设置被用于f = 2至5GHz。从这两种技术获得的谐振场（Hr）随频率和大的光谱g因子（等于2.1284）线性增加，这支持具有强自旋-轨道耦合的Ni 2+阳离子的存在。通过线形分析和解析拟合，得到了材料的初始磁化率和阻尼参数。
2020-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Alternating current Hanle effect as poor man's paramagnetic resonance
本文提出在单个铁磁体/正常金属界面上通过交流电与外加磁场相互作用观察交流Hanle效应，当自旋进动频率与驱动电流频率相等时界面电阻出现显著特征，从而以较低精度但更简便地测量正常金属中电子的材料特异性g因子。
2024-06-19 cond-mat.mtrl-sci
High Resolution Microimaging with Pulsed Electrically-Detected Magnetic Resonance
固态电子器件中的顺磁物质（如点缺陷、掺杂剂和杂质）对器件性能有重要影响，因此对其研究具有重要意义。传统上，使用电子自旋共振（ESR）技术检测和成像这些物质。在许多情况下，ESR不够灵敏，无法处理具有少量顺磁物质和高空间异质性的微型器件。这种限制原则上可以通过采用称为电检测磁共振的更灵敏的方法来克服，该方法基于测量顺磁性物质对器件的电流的影响，同时诱导电子自旋翻转跃迁。然而，到目前为止，测量的设备的电流不能揭示其顺磁物种的空间异质性。我们在这里提供，第一次，高分辨率的显微图像的顺磁性物质在操作太阳能电池通过电检测磁共振获得。该方法基于用于在静态磁场和强脉冲磁场梯度下激发和检测电信号的独特微波脉冲序列，所述强脉冲磁场梯度对样品的电流进行空间编码。该方法可广泛应用于各种电子器件中顺磁物质的无损三维检测和表征。
2014-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Electron Paramagnetic Resonance signature of point defects in neutron irradiated hexagonal Boron Nitride
六方氮化硼（h-BN）由于其大的禁带宽度而成为研究荧光缺陷的一种有吸引力的范德华材料。在这项工作中，我们证明了增强的粉红色由于中子照射，并进行电子顺磁共振（EPR）测量。新的点缺陷被暂时指定为双占据的氮空位（S = 1）和零场分裂（D = 1.2 GHz）。这些缺陷与宽的可见光吸收带和近红外光致发光带相关，分别以~ 490 nm和820 nm为中心。EPR信号强度受到在600至800°C之间的温度范围内的热处理的强烈影响，其中辐射诱导的粉红色也丢失。我们的研究结果是重要的理解点缺陷的h-BN及其部署的量子和集成的光子应用。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci
High-frequency electron paramagnetic resonance investigation of the Fe3+ impurity center in polycrystalline PbTiO3 in its ferroelectric phase
利用高频电子顺磁共振（EPR）谱研究了多晶钛酸铅中的本征Fe（III）杂质中心，以确定局域环境敏感的精细结构参数D.在190 GHz的光谱仪频率下，粉末样品的光谱分析是明确可行的。如果Fe 3+离子在钙钛矿ABO 3晶格的B位取代Ti 4+形成直接配位的铁-氧空位缺陷缔合，则可以合理化观察到的平均值D = +35.28 GHz。多频数据的一致拟合需要使用方差约为1 GHz的D值分布。这种数值的统计分布可能与更远的缺陷和空位有关。
2004-11-08 cond-mat.mtrl-sci
A polymorphous band structure model of gapping in the anti-ferromagnetic and paramagnetic phases of the Mott insulators MnO, FeO, CoO, and NiO
用普通的单行列式密度泛函理论方法对经典NaCl结构莫特绝缘体MnO、FeO、CoO和NiO的反铁磁（AFM）和顺磁（PM）相的能带结构进行了描述.正如以前的作者所指出的，有序的AFM相已经在能带理论中显示出显着的带隙。然而，对于无序的PM相，常用的能带模型一直假设宏观观察到的平均NaCl结构，其中所有过渡金属位点被迫为单态等价的（单态描述）;对于PM相，这迫使在原子的基础上为零力矩，从而产生无间隙的PM状态，与实验尖锐冲突。相反，我们允许更大的NaCl型超晶胞，其中每个TM位点可以具有不同的局部成键和自旋环境（多态描述），从而获得几何灵活性，以降低总能量并打破d轨道的对称性。不同的本地自旋和键合环境的分布的存在允许大的现场磁矩自发地在DFT+U计算中发展，从而导致在经典的莫特绝缘体MnO、FeO、CoO和NiO的AFM、FM和PM相中的显著（1-3 eV）带隙。我们适应的自旋无序的配置在PM阶段的“特殊的准随机结构”，从而超胞近似代表最好的随机配置平均为有限的超胞的一个给定的晶格对称性的构造。因此，避免了单态描述的无序磁相允许甚至普通DFT+U，它代表了N电子系统与单行列式波函数，描述的间隙不仅在AFM阶段，而且在PM阶段的MnO，FeO，CoO，和NiO。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Electron paramagnetic resonance of alkali metal atoms and dimers on ultrathin MgO
电子顺磁共振（EPR）可以提供对氧化物和半导体材料中掺杂剂的化学结构和磁性的独特见解，这些材料在电子学、催化和量子传感中的应用是令人感兴趣的。在这里，我们证明，EPR结合扫描隧道显微镜（STM）允许探测的键合和电荷状态的碱金属原子上的银基板上的氧化镁层。我们观察到Li $_2$、LiNa和Na $_2$二聚体的$1μ_\mathrm{B}$磁矩，对应于具有$+1e$电荷态的自旋自由基。单个碱金属原子具有相同的电荷状态，没有磁矩。吸附物的电离归因于通过氧化物到金属基底的电荷转移。我们的工作突出了EPR-STM的潜力，以提供洞察掺杂剂原子，是相关的表面和纳米器件的电性能的控制。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck effect in the layered ferromagnetic insulators CrSiTe$_3$ and CrGeTe$_3$
在自旋电流穿过铁磁Cr层的测量结构中，研究了Pt膜覆盖的CrSiTe $_3$和CrGeTe $_3$中的纵向自旋塞贝克效应（LSSE）.在铁磁相中清楚地观察到LSSE响应，并且与标准LSSE磁体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$相反，在CrSiTe $_3$ /Pt和CrGeTe $_3$ /Pt样品中均保持在临界温度以上。借助数值计算，我们将在顺磁制度中观察到的LSSE信号归因于由短程铁磁相关和强塞曼效应增强的面内顺磁矩的交换主导层间传输。
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Occurrence of Mixed Phase in Bi0.5Sr0.5Mn0.9Cr0.1O3 bulk sample: Electron Paramagnetic Resonance and Magnetization Studies
利用结构、磁共振和电子顺磁共振技术研究了Mn位10%Cr替代对Bi_（0.5）Sr_（0.5）MnO_3（TN ~ 110 K）反铁磁（AFM）相变的影响。场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）的磁化强度测量从400 K下降到4 K，表明该化合物是在顺磁（PM）相，直到50 K，在那里它经历了过渡到短程铁磁相（FM）。在300 K至80 K的温度范围内进行的电子顺磁共振测量符合的磁化强度测量的对称信号被观察到由于顺磁相。低于80 K，信号变得不对称。电子顺磁共振强度在~ 110 K处达到峰值，低于此温度时强度降低，证实存在反铁磁性。我们的结论是，低于50 K的磁化强度和EPR结果是一致的BSMCO，其中铁磁簇与反铁磁背景共存的集群玻璃相。
2019-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron paramagnetic resonance detected via magnetization measurements
介绍了使用霍尔探针磁强计的Fe 8单分子磁体的晶体上的磁化测量。用频率为92和110-120 GHz的微波辐照导致通过磁化测量检测到的电子顺磁共振（EPR）的观察。利用自旋温度对实验结果进行了定量分析。结果表明，脉冲微波实验可以更好地控制自旋激发。
2005-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The paramagnetic Lyddane-Sachs-Teller relation
本文推导磁偶极跃迁的顺磁 Lyddane–Sachs–Teller 关系，定义横向与纵向光学频率，并经掺铁氮化镓的太赫兹 EPR 椭圆偏振和 SQUID 测量验证，提出顺磁极化激元概念。
2024-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin transport in a paramagnetic insulator
有效传输自旋电流的新材料的发现对自旋电子学和材料科学具有重要意义。电绝缘体$\mathrm{Gd}_3\mathrm{Ga}_5\mathrm{O}_{12}$（GGG）是生长磁性薄膜的优良衬底，但从未被认为是自旋电流的通道。在这里，我们报告自旋电流传播在顺磁GGG超过几微米。令人惊讶的是，自旋输运持续到100 K $\gg$ $T_{\mathrm{g}} = 180$ mK的温度，GGG的磁性玻璃状转变温度。在5 K时，我们发现自旋扩散长度${λ_{\mathrm{GGG}}} = 1.8 \pm 0.2 μ$ m和自旋电导率$σ_{\mathrm{GGG}} = (7.3 \pm 0.3) \times10^4$ $\mathrm{Sm}^{-1}$大于记录质量磁体$\mathrm{Y}_3\mathrm{Fe}_5\mathrm{O}_{12}$（YIG）的自旋扩散长度和自旋电导率。我们的结论是交换耦合是不需要有效的自旋输运，这挑战了传统的模型，并提供了新材料的自旋电子器件的设计策略。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz electron paramagnetic resonance generalized spectroscopic ellipsometry: The magnetic response of the nitrogen defect in 4H-SiC
我们报告了太赫兹（THz）电子顺磁共振广义椭圆偏振光谱法（THz-EPR-GSE）。作为一个例子，测量的磁场和频率的依赖性的磁响应，由于与氮缺陷的自旋跃迁在4H-SiC。THz-EPR-GSE不需要腔，允许独立地扫描场和频率参数，并且不需要场或频率调制。我们研究了六方（$h$）和立方（$k$）配位氮的自旋跃迁，包括与其核自旋（I = 1）的耦合，我们提出了一个模型方法的磁化率来解释自旋跃迁。从THz-EPR-GSE测量中，我们可以完全确定自旋跃迁的极化性质，并利用磁场和频率相关的洛伦兹振子线形函数，得到了$g$和超精细分裂参数。我们提出频率扫描THz-EPR-GSE作为一种新的和通用的方法来研究在固态材料中的自旋的性质。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering the mechanism of the impurity-selective Mott transition in paramagnetic V$_{2}$O$_{3}$
虽然单轨道和多轨道哈伯德模型的相图已经得到了很好的研究，但真正的莫特绝缘体的物理学往往要丰富得多，依赖于材料，而且知之甚少。在原型莫特绝缘体V $_{2}$ O $_{3}$中，化学压力最初被认为是解释为什么顺磁金属到反铁磁绝缘体的转变温度被Ti掺杂降低，而Cr掺杂增强相关性，最终使高温相顺磁绝缘。然而，最近的实验和理论都表明这种情况是站不住脚的。基于完整的结构优化，我们证明通过电荷自洽密度泛函理论和动力学平均场论的组合，在V $_{2}$ O $_{3}$相图中的变化是由缺陷引起的局部对称性破缺驱动的，所述局部对称性破缺由Cr和Ti掺杂剂与主体系统的显著不同的耦合引起。这一发现强调了莫特金属-绝缘体跃迁对局部环境的高灵敏度，以及准确计算单电子哈密顿量的重要性，因为相关性对它有重要的响应。
2018-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity-induced transition to a Mott insulator in Sr$_3$Ru$_2$O$_7$
研究了Sr $_3$（Ru $_{1-x}$ Mn $_x$）$_2$ O $_7$（0 $\leq x \leq$ 0.2）的电、磁和结构性质。母体化合物Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$是一种顺磁性金属，非常接近磁序。我们已经发现，只有百分之几的Mn的Ru位掺杂，基态从顺磁金属切换到反铁磁绝缘体。光学电导率的测量结果表明，开放的间隙大至0.1 eV，表明金属到绝缘体的转变是由电子相关驱动。复杂的低温反铁磁自旋排列，让人想起在一些镍酸盐和锰氧化物中观察到的，表明一个长距离的轨道秩序。
2005-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Electron paramagnetic resonance and photochromism of $\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}^{0}$ in diamond
天然金刚石的$\approx98\%$中存在一种由三个最近邻的氮原子和一个碳原子包围的空位形成的金刚石缺陷$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}$。尽管$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}^{0}$是在金刚石中观察到的最早的电子顺磁共振谱，但由于其复杂性，迄今为止还没有对任意磁场方向的谱进行令人满意的模拟。在这项工作中，$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}^{0}$被确定在$^{15}\mathrm{N}$掺杂的合成金刚石辐照和退火。对$\mathrm{^{15}N}_{3}\mathrm{V}^{0}$自旋哈密顿参数进行了修正，并用于改进$\mathrm{^{14}N}_{3}\mathrm{V}^{0}$的参数，使后者能够精确地模拟和拟合任意磁场方向。在绿光激发下对$\mathrm{^{15}N}_{3}\mathrm{V}^{0}$的研究表明，在$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}$和$\mathrm{N_s}$之间存在电荷转移。有人认为，这种电荷转移是促进直接电离的$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}^{-}$，一个尚未观察到的电荷状态的$\mathrm{N}_{3}\mathrm{V}$。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin noise at electron paramagnetic resonance
在电子顺磁共振条件下，当自旋动力学由静态和射频（RF）磁场以及与环境相互作用产生的随机有效磁场驱动时，我们发展了一个自旋噪声的微观理论.射频场将自旋噪声功率谱中的峰分裂成Mollow-like三重峰，并产生额外的自旋-自旋关联，它们在射频频率和倍频频率下以绝对时间振荡。即使在具有强非均匀加宽的系统中，自旋噪声谱也包含对有效$g$因子的色散不敏感的窄线。因此，在电子顺磁共振自旋噪声的测量提供了一个访问的内在自旋寿命的电子。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy-lowering symmetry breaking creates a flat-band insulator in paramagnetic Nb3Cl8
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado（科罗拉多大学可再生能源与可持续能源研究所）
通过合作的结构和磁性效应的对称性破缺，在平均场型密度泛函理论中产生一个降低能量的绝缘相，解释了Nb3Cl8的绝缘态。
2024-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron Paramagnetic Resonance of $V_{N}-V_{Ga}$ complex in $BGaN$
本文研究了掺硼GaN外延层中亚稳态光致EPR信号，结合HRPITS技术将特定陷阱与EPR信号关联，证实其源于$V_{N}-V_{Ga}$复合物，并提出基于深浅施主间电子重新分布的光致EPR模型。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Computational Study of Electron Paramagnetic Resonance Spectra for Li and Ga Vacancies in LiGaO2
计算研究了LiGaO $_2$中Li和Ga空位的电子顺磁共振（EPR）$g$ -张量和超精细张量.密度泛函理论（DFT）计算进行的Ga和Li空位使用DFT+U的方法中的电荷状态进行未配对的自旋。在两个空位中，空穴都位于与空位相邻的一个氧$p$轨道上。顶部和不同的基面O被认为是。缺陷的磁共振参数是使用包括投影仪增强波（GIPAW）方法的量规确定的。$V_\mathrm{Ga}^{2-}$的EPR谱的特征在于与一个Ga核的准各向同性超精细（SHF）相互作用，并且对于顶端O自旋给出了$g$ -张量，其最大值沿着从O到其另一Ga邻居的键方向取向。对于$V_\mathrm{Li}^0$，存在与两个Ga核的准各向同性SHF相互作用，并且对于基面O自旋，$g$ -张量最大值沿着${\bf c}$。这两个都是在协议与实验，但我们也预测的$g$张量的其他可能的本地化的自旋以及小超精细分裂（尚未观察到）的Li。相应缺陷的形成和过渡能级的能量提供了激活这些EPR谱所需的条件的洞察。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic behavior of Ni substituted LiCoO2, magnetization and electron paramagnetic resonance studies
合成了单相Ni取代的LiCo_（1-x）Ni_xO_2（x < 0.15）固溶体，研究了取代对磁性的影响。两种不同的技术，磁化率和电子顺磁共振，EPR提供信息，在两个不同的时间窗口已被使用。固溶体为单相大晶粒，符合R-3 m菱面体结构。晶格参数c和a随着Ni取代量的增加而增加，但在所有情况下c/a比几乎不变，约为4.99，表明CoO 6和LiO 6八面体没有发生任何Jahn-Teller畸变。室温EPR吸收光谱清楚地显示了所有化合物在314 mT的场处的峰，对应于2.14的g因子。然而，发现峰宽是Ni取代的强函数;随着Ni从3.6 mT增加到6.5 mT（x = 0.08）而增加。磁化强度随着温度的降低而增加，这是一种顺磁行为，不像缺乏Li的化合物表现出泡利顺磁磁化率。此外，磁化强度表现出热不可逆性，在所有化合物的大磁场消失。未取代的化合物在200 K和50 K对应的磁性转变消失的替代与2%的Ni为Co的不连续性。有效磁矩被发现从0.32玻尔磁子增加到0.66玻尔磁子上增加到0.15的替代。然而，其独特之处在于，所有化合物在室温下均表现出明显的磁滞现象，并具有有限的矫顽力。当x = 0.04时，矫顽力从31 Oe增加到168 Oe，然后随着x的进一步增加而减小。磁滞回线的去卷积清楚地显示出随着取代而增加的顺磁分量。
2016-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Isotope effect on electron paramagnetic resonance of boron acceptors in silicon
硅中硼受体基态的四重简并性（其容易通过任何对称性破缺扰动而提升）允许硼相关的电子顺磁共振（EPR）线的强不均匀加宽，例如通过局部应变的随机分布。然而，由于EPR的外部无应变硅中的硼受体的首次报道，无论是线的形状，也没有在样品中观察到的残余加宽的大小与高结晶纯度的低浓度的碳和氧的点缺陷，是随机局部应变的主要来源是兼容的。适应的理论模型已被应用于理解受体基态分裂的情况下，由于存在不同的硅同位素的磁场的影响，我们表明，由于不同的同位素配置在附近的硼受体的价带边缘的局部波动可以定量地解释所有的非均匀加宽效应在高纯硅与天然同位素组成。我们的计算表明，这样的同位素扰动也会导致不同的硼相关的共振，我们可以在我们的实验中验证的g值的移动。此外，我们的研究结果提供了一个独立的测试和验证的价带偏移量之间的不同的硅同位素在以前的工作中确定。
2010-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Electron paramagnetic resonance of the $\mathrm{N_{2}V^{-}}$ defect in $\mathrm{^{15}N}$-doped synthetic diamond
氮是大多数天然和合成金刚石中的主要杂质，并且氮空位型（$\mathrm{N_{n}V}$）缺陷家族在我们理解这些金刚石中的缺陷动力学中是至关重要的。一个显著的差距是在含有显著浓度的电子供体的金刚石中缺乏对$\mathrm{N_{2}V}^{-}$（$\mathrm{N_{2}V}$的主要电荷状态）的阳性鉴定。在本文中，我们使用同位素富集的金刚石来识别与$^{15}\mathrm{N_{2}V}^{-}$相关的EPR谱，并使用导出的自旋哈密顿参数来识别天然同位素丰度样品中的$^{14}\mathrm{N_{2}V}^{-}$。电子波函数的$\mathrm{N_{2}V^{-}}$基态和以前缺乏识别进行了讨论。示出的$\mathrm{N_{2}V}^{-}$ EPR谱强度与H2光吸收在浓度的数量级。
2015-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron and hole trapping in the Ce3+ and Pr3+ doped lutetium pyrosilicate scintillator crystals studied by electron paramagnetic resonance
用电子顺磁共振（EPR）方法研究了掺Ce~（3+）和Pr~（3+）的Lu_2Si_2O_7闪烁晶体（LPS：Ce和LPS：Pr）中电子和空穴的俘获。详细的EPR测量的X射线照射的LPS晶体显示，通过照射产生的空穴主要被捕获在氧晶格离子产生的O-中心。相同的X射线照射也产生归因于Lu 2+离子的电子型中心，其中Lu晶格离子处的俘获电子通过附近的缺陷（诸如氧空位和Ir3+杂质离子）而稳定。空穴中心和电子中心都可以看作是一个束缚的小极化子，这使得闪烁机制中的电荷俘获具有很强的竞争性。空穴O-和电子Lu2+中心在室温以上表现出很好的热稳定性。其浓度的热衰减与470 - 550 K热释光发光峰的出现有很好的相关性。在Ce和Pr掺杂的LPS晶体中存在相同的本征陷阱表明，这些晶体的光产额的差异是LPS晶格中Ce 3+和Pr 3+激活中心的本征性质。电荷陷阱起源在这个焦硅酸盐结构和它们在闪烁机制中的作用进行了比较，与文献中先前描述的结果在正硅酸盐。
2020-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Triplet Excitons in the $S=1/2$ Gapped Antiferromagnet BaCuSi$_2$O$_6$: Electron Paramagnetic Resonance Studies
用电子顺磁共振技术研究了BaCuSi $_2$ O $_6$，它是一种$S=1/2$量子反铁磁体，具有Cu $^{2+}$离子的扭曲平面-矩形配位双层结构和二聚自旋单重态基态.有人认为，在低温下观察到的多重散射是密切相关的热激活自旋三重态激子超结构。分析BaCuSi $_2$ O $_6$中激子模的角度依赖性，使我们能够准确地估计各向异性参数。此外，还讨论了EPR谱强度和谱线宽度随温度的变化关系。
2006-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electron paramagnetic resonance enhanced crystal field analysis for low point-group symmetry systems: C$_{2v}$ sites in Sm$^{3+}$:CaF$_2$/SrF$_2$
本文对Sm $^{3+}$：CaF $_2$ /SrF $_2$中的C $_{2v}$点群对称位置进行了光谱研究。数据包括电子顺磁共振测量塞曼和超精细相互作用的基态，以及现场选择性激发和荧光光谱的$^{4}$ G $_{5/2}$多重峰。包括EPR数据使我们能够确定独特的晶体场参数。这些参数提供了关于位点的几何形状和Sm $^{3+}$掺杂剂与碱土共掺杂剂之间的相互作用的性质的信息。
2018-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Identification of silicon vacancy-related electron paramagnetic resonance centers in 4H SiC
碳化硅（SiC）中的带负电荷的硅空位[V $_\text{Si}(-)$ ]是六方SiC中的顺磁性和光学活性缺陷。V型$_\text{Si}(-)$缺陷具有$S = 3/2$自旋，自旋相干时间长，即使在室温下也可以进行光学操纵。最近，除了与SiC的4 H多型体中的V $_\text{Si}(-)$缺陷相关的信号之外，还观察到电子自旋共振信号。相应的中心具有与V $_\text{Si}(-)$缺陷相似的性质，因此它们可能是量子技术应用的有希望的候选者。然而，新信号的确切来源尚不清楚。在本文中，我们报告V $_\text{Si}(-)$相关的对缺陷模型作为可能的候选人的未知中心。通过密度泛函理论（DFT）计算确定了相应的电子结构和磁光性质。我们提出了最近观察到的电子顺磁共振中心的模型，预测其在未来的实验中识别的光学信号。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Generalized Open Quantum System Approach for the Electron Paramagnetic Resonance of Magnetic Atoms
最近的一项实验突破允许在STM装置中探测单个磁性原子的电子参数共振。结果提出了有趣的功能，如一个不对称的线型和异常大的比例的消相干和衰减率，这违背了标准的方法，使用传统的布洛赫方程。为了解决这些问题，我们采用新的广义布洛赫方程，连同适当的微观模型的磁性吸附原子，并显示如何所有的实验功能可以自然地占。所提出的方法也可以用于处理任何未来的类似实验，以及下一代混合量子器件。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron paramagnetic resonance of n-type silicon and germanium for applications in 3D thermometry
虽然存在几种2D测温技术，但缺乏适用于各种材料并在时间，空间和温度方面提供良好分辨率的3D测温技术。X射线衍射（XRD）和核磁共振（NMR）成像可以提供3D温度信息。然而，XRD通常限于结晶材料，而NMR在很大程度上限于共振线窄的液体。我们研究了n型硅和锗的电子顺磁共振（EPR）三维测温。虽然在锗中的EPR线宽太宽，但硅中的EPR线宽相当窄，并且表现出很强的温度依赖性。对于低掺杂浓度，n型Si中传导电子的自旋-晶格弛豫速率（1/T1）的温度依赖性由于声子展宽而遵循T^3定律。对于重掺杂的Si，期望其具有良好的信噪比（SNR）以用于测温，期望杂质散射降低1/T1的温度依赖性。我们的研究结果表明，在重掺杂的n型硅，自旋晶格弛豫引起的杂质散射并没有急剧降低EPR线宽的温度依赖性。在施主浓度为7 × 10^18 /cm ^3的P掺杂Si中，EPR线宽具有T^（5/2）温度依赖性;当施主浓度为7 × 10^19 /cm ^3时，温度依赖性降低到T^（3/2）。虽然随着掺杂浓度的增加，线宽的温度依赖性降低，但EPR线宽仍然是一个敏感的温度计。我们定义了一个从EPR线宽的n型硅测温SNR的品质因数，并观察到，增加掺杂的结果在一个更好的SNR。利用有效介质理论，我们表明，EPR线宽可以是一个敏感的温度计，应用于三维测温系统嵌入微粒的重掺杂n型硅。
2023-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal and transverse electron paramagnetic resonance in a scanning tunneling microscope
电子顺磁共振（EPR）谱被广泛用于表征顺磁性配合物。最近，EPR与扫描隧道显微镜（STM）相结合，实现了亚埃空间分辨率的单自旋灵敏度。然而，STM中EPR的激发机制存在广泛的争论，引起了人们对这项技术广泛应用的担忧。在这里，我们提出了一个广泛的实验研究和建模的EPR-STM的Fe和氢化的Ti原子在MgO表面上。我们的研究结果支持了一种压电耦合机制，即EPR物种在STM针尖的非均匀磁场中振荡。基于布洛赫方程结合原子多重态计算的分析确定了不同的EPR驱动力。具体而言，横向磁场梯度驱动自旋1/2氢化的Ti，而纵向磁场梯度驱动自旋2 Fe。此外，我们的研究结果突出了潜在的压电耦合诱导电偶极矩，从而扩大了范围的EPR-STM的非极性物种和非线性激发计划。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Absorption and Electron Paramagnetic Resonance of the E'-alpha Center in Amorphous Silicon Dioxide
本文报道了用光学吸收谱（OA）和电子顺磁共振谱（EPR）联合研究非晶二氧化硅（a-SiO_2）中的E '-α点缺陷。这种缺陷已在β射线照射和热处理的缺氧a-SiO2材料中进行了研究。我们的结果指出，E '-α中心是负责OA高斯带峰值为5.8 eV，并具有0.6 eV的半高宽（FWHM）。相关电子跃迁的振子强度估计为0.14。此外，我们已经发现，这OA带是非常相似的E '-γ中心在相同的材料中诱导，这表明相关的电子跃迁涉及高度本地化的结构上共同的两个缺陷的状态。
2008-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electrically detected paramagnetic resonance in Ag-paint coated DPPH
我们描述了一个简单的实验方法来检测多晶2，2-二苯基-1-苦肼基（DPPH）样品的电子顺磁共振（EPR），EPR光谱的标准g-标记，而不使用谐振腔或预制波导。结果表明，微波（MW）电流注入到一层涂在绝缘DPPH样品上的银涂料能够激发DPPH中的顺磁共振。当施加的直流磁场H被扫描时，在室温下用单端口阻抗分析仪在1至2.5 GHz的MW频率范围内测量的Ag涂料层的高频电阻在直流场的临界值（H = Hres）处表现出尖峰，而电抗在给定频率的相同场值周围表现出类似色散的行为。Hres随MW电流频率线性增加。我们解释了所观察到的特征，在DPPH驱动的奥斯特磁场所产生的MW电流在Ag-涂料层中的EPR的阻抗。我们还确认EPR在DPPH独立使用共面波导为基础的宽带技术的发生。该技术具有潜在的研究其他EPR活性的无机和有机化合物。
2021-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Quantum phase transition from a Antiferromagnetic-Insulator to a Paramagnetic-Metal laying beneath the superconducting dome
研究了掺杂对La_2CuO_4中CuO平面TB模型的影响。首先，它是注意到，该模型构成了一个推广的哈伯德一个相同的系统。因此，以前的预测绝缘体间隙，反铁磁字符和存在的顺磁性赝隙状态，成为自然的，预计从这个更一般的图片。研究了空穴掺杂对反铁磁绝缘态和顺磁赝隙态的影响。结果预测的量子相变（QPT）从AFI状态在低掺杂的顺磁性金属态（PM）在较高的空穴密度。在低掺杂时，系统倾向于AFI态，在掺杂浓度为0.2的临界值时，金属态的能量变低。AFI态的能带谱的小掺杂值的演变，表明空穴倾向于成为本地化在减少布里渊区（BZ）的两侧的中间。然后，在临界值附近，AFI状态的空穴移动到位于同一约化BZ的拐角处，在相变点处显示出结构变化。因此，出现在QPT处的PM状态获得与赝能隙状态相同的关于空穴位置的行为。在小的掺杂限制的迭代自洽的解决方案的收敛程度之间的明显差异相关联的偶数或奇数的电子。这表明Kramers退化与空穴态的自旋空间纠缠性质相结合，导致了两个空穴之间的一种新的对相互作用。结合能值被估计为筛选的函数。
2012-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoimpedance based detection of L-band electron paramagnetic resonance in 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) molecule
使用在固定频率（9和10 GHz之间）谐振的微波腔检测电子顺磁共振（EPR）仍然是迄今为止最流行的方法。在这里，我们报告了一种无腔技术，它只使用一个阻抗分析仪和一个铜带线圈检测L波段EPR（f = 1-3 GHz）在标准EPR标记2，2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）。我们的方法依赖于测量磁阻抗（MI）响应DPPH通过一个铜带线圈，包围DPPH。与仅测量功率吸收的场导数的商业EPR相比，我们的方法使我们能够推导出吸收和色散。在线圈中的射频电流的不同频率（f = 0.9至2.5 GHz）下，测量了在扫描外部直流磁场时铜带的电阻（R）和电抗（X）的变化。R在直流磁场的临界值处表现出尖锐的峰值，这被识别为谐振场，并且X在相同频率处表现出色散。分析数据以获得线宽和谐振场参数。共振场随频率线性增加，在X波段测得的Landég因子为1.999，接近于可接受值2.0036。该技术的简单性可用于研究催化和其他材料中的顺磁中心。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anomalous metallic state in the vicinity of Metal to Valence Bond Solid insulator transition in LiVS2
我们调查LiVS 2和LiVSe 2与一个三角形的晶格作为巡回类似物的LiVO 2，已知的形成价键固体（VBS）状态的S = 1沮丧的磁铁。LiVS 2位于金属和相关绝缘体之间的边界，在Tc ~ 305 K冷却时显示出从顺磁性金属到VBS绝缘体的第一有序转变。在绝缘体-金属转变附近存在VBS态可能表明巡游在VBS态形成中的重要性。我们认为，高温金属相的LiVS 2有一个伪间隙，可能源于VBS波动。发现LiVSe 2在低至2K时是顺磁性金属。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for the S=9 excited state in Mn12-bromoacetate measured by electron paramagnetic resonance
采用高频高场电子顺磁共振（EPR）方法对十二核锰配合物Mn 12-BrAc进行了研究。晶体场参数被发现是相同的原始化合物Mn 12-醋酸盐（Mn 12-Ac）。在Mn 12-BrAc的EPR谱中观察到的反常峰的频率和温度依赖性的详细分析，使我们能够定位S=9歧管在约40 K以上的MS= +/-10基态，这个名义上的S=10系统。这与S = 10流形的Ms = +/-6状态非常接近，从而表明了热辅助磁化动力学和相关性质的途径。最后，EPR精细结构最近归因于与Mn 12-Ac中的结晶的乙酸相关的无序在本测量中是不存在的，因此表明Mn 12-BrAc络合物代表用于测量高对称性S=10 SMM中的量子效应的更合适的候选者。
2004-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disappearance of Electron-Hole Asymmetry in Nanoparticles of Nd(1-x)CaxMnO3 (x = 0.6; 0.4): Magnetization and Electron Paramagnetic Resonance Evidence
我们研究和比较了空穴掺杂（x = 0.4;NCMOH）和电子掺杂（x = 0.6;NCMOE）的Nd（1-x）CaxMnO 3的体相和纳米颗粒的磁和电子顺磁共振行为。块状形式的NCMOH显示出磁化强度M（T）的复杂温度依赖性，在约250 K处具有电荷有序（CO）转变，在约150 K处具有反铁磁（AFM）转变，并且在约80 K处转变为倾斜AFM相/混合相。体NCMOE的行为完全不同，只是在280 K左右的电荷有序转变，从而提供了一个引人注目的例子，所谓的电子-空穴不对称性。虽然我们对大块样品的磁化数据与早期的报道一致，但对纳米颗粒的新结果带来了尺寸减小的剧烈影响。结果表明，两种纳米样品的M（T）行为基本相似，且不存在电荷有序性，从而为纳米锰氧化物中电子-空穴不对称性的消失提供了有力的证据。电子顺磁共振研究进一步证实了这一结论，该研究表明，当两种大块样品接近相应纳米样品的共同行为时，两种大块样品的g值及其温度依赖性的巨大差异消失了。
2014-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In Quest of a Ferromagnetic Insulator -- Structure Controlled Magnetism in Mg-Ti-O Thin Films
铁磁绝缘体薄膜可以通过自旋波传递信息，避免了电荷位移和涡流损耗。高温绝缘铁磁材料的稀疏性阻碍了自旋波器件的发展。化学计量的钛酸镁，MgTiO $_3$，具有电子能量能带结构，其中所有能带是满的或空的，是顺磁性绝缘体。MgTiO $_3$钛铁矿由有序的八面体和阳离子网络组成，其中三分之一的八面体是空的，三分之一的主体镁和三分之一的钛。通过放弃这些特性，可以形成丰富多样的不同磁结构。我们的实验和电子能带结构计算表明，Mg-Ti-O薄膜的磁性和电学性质可以通过Mg和Ti阳离子在八面体中的排列和迁移来控制。绝缘的钛和半导体的富镁薄膜在高温下是铁磁性的。薄膜中铁磁绝缘相的存在和起源并不明显-根据Goodenough和Kanamori制定的既定规则，预期是顺磁或反铁磁有序。我们表明，铁和顺磁相，具有相同的化学计量，可以通过仅仅重新排列的阳离子，从而允许在多层结构中的无缺陷界面。
2019-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Single-atom electron paramagnetic resonance in a scanning tunneling microscope driven by a radiofrequency antenna at 4 K
将电子顺磁共振（EPR）与扫描隧道显微镜（STM）相结合，可以详细了解表面上单个原子的相互作用和磁性。对EPR-STM的要求是微波激发与隧道结的有效耦合。在这里，我们实现了一个耦合效率的统一的顺序，通过使用一个射频天线平行放置的STM尖端，我们解释使用一个简单的电容耦合模型。我们进一步证明了使用射频激发的振幅和频率调制在4 K以上常规进行EPR-STM的可能性。我们直接比较不同的采集模式氢化钛原子和突出的优势，频率和磁场扫描以及振幅和频率调制，以最大限度地提高EPR信号。调整微波激发方案并在相对较高的温度和高功率下执行EPR-STM的可能性将这种技术开放给广泛的实验，从脉冲EPR光谱到单原子系综的相干自旋操纵。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of magnetic ions in the thermal Hall effect of the paramagnetic insulator TmVO$_{4}$
本文研究了顺磁绝缘体TmVO$_{4}$中Tm$^{3+}$离子在声子热霍尔效应中的作用，发现非磁性的YVO$_{4}$也具有相当的热霍尔效应，证明Tm$^{3+}$并非不可或缺，且杂质对声子热霍尔效应有重要影响。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heat conduction in magnetic insulators via hybridization of acoustic phonons and spin-flip excitations
通过引入仅需Zeeman分裂和磁弹耦合的最小模型，论证声学声子与自旋翻转激发的杂化是顺磁绝缘体CsYbSe$_2$纵向热导率非单调磁场依赖性的原因，揭示了普适磁热输运现象。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Broadband electron paramagnetic resonance spectroscopy of $^{167}$Er:$^{7}$LiYF$_4$ at mK temperatures
本研究在亚开尔文温度下对$^{167}$Er:$^{7}$LiYF$_4$单晶进行宽带电子顺磁共振波谱分析，通过拟合自旋哈密顿量精确确定了磁场无关相互作用参数，并揭示了四极相互作用对超精细分裂的影响。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Investigation of Near-Surface Defects of Nanodiamonds by High-Frequency EPR and DFT Calculation
纳米金刚石（ND）具有氮空位（NV）中心，是量子传感应用的一个有前途的平台。在ND中使用NV中心的应用的灵敏度通常由于ND表面附近的顺磁性杂质含量的存在而受到限制。在这里，我们调查近表面的顺磁性杂质在ND。使用高频（HF）电子顺磁共振光谱，探测ND壳内的近表面顺磁杂质，其g值测定为2.0028（3）。此外，HF电子-电子双共振检测的核磁共振谱和第一性原理计算表明，近表面杂质的可能结构是带负电荷的空位V-。近表面杂质的识别为提高纳米结构的NV特性和基于NV的传感技术提供了一条有前途的途径。
2019-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size-dependent concentration of N0 paramagnetic centres in HPHT nanodiamonds
采用高频W波段和常规X波段电子顺磁共振（EPR）谱对高压高温（HPHT）合成的尺寸标定的商品化纳米金刚石进行了研究。估计了所研究样品中的自旋数。提出了核-壳模型的HPHT纳米金刚石解释所观察到的依赖性的浓度的N 0顺磁中心。另外两个观察到的顺磁中心归因于纳米金刚石壳中的两种类型的结构。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mott-Hubbard transition in V2O3 revisited
Cr掺杂V2 O3中的同构金属-绝缘体转变是顺磁性金属和顺磁性绝缘体之间的Mott-Hubbard转变的教科书示例。我们回顾了最近的理论计算以及实验结果，揭示了这个著名的转变。特别是，旧的范例的掺杂压力等效不成立，并且有一个微尺度的相分离的Cr掺杂的V2 O3。
2013-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature Induced Spin Density Wave in Magnetic Doped Topological Insulators
研究了掺杂等电子磁性杂质的拓扑绝缘体的磁性。结果表明，在零温度下，杂质是铁磁有序的，但当温度升高时，拓扑绝缘体在系统达到顺磁相之前经历了一级相变到自旋密度波相.这一阶段的起源是拓扑绝缘体自旋磁化率对动量的非平凡依赖。我们分析了发生在拓扑绝缘体表面的非均匀磁相位与狄拉克电子系统的耦合。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced metal-insulator transition in LaMnO3 is not of Mott-Hubbard type
采用局域密度近似结合静态和动态平均场论（LDA+U和LDA+DMFT）的计算表明，室温下在32 GPa下观察到的顺磁性LaMnO 3的金属-绝缘体转变不是Mott-Hubbard转变，而是由多数自旋eg带的轨道分裂引起的.对于LaMnO 3在低于32 GPa的压力下绝缘，需要就地库仑排斥和Jahn-Teller畸变。
2006-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Filling-Enforced Obstructed Atomic Insulators
拓扑能带理论在高通量地研究顺磁性和磁性晶体材料的拓扑能带结构方面取得了巨大的成功。然而，很大一部分材料在费米能级上是拓扑平凡的绝缘体。在本文中，我们表明，值得注意的是，对于一个子集的拓扑平凡绝缘体，只知道他们的电子数和Wyckoff位置的原子，我们可以把它们分成两组：阻塞原子绝缘体（OAI）和原子绝缘体（AI）。有趣的是，OAI的电荷中心并不在原子上。利用拓扑量子化学理论，在1651 Shubnikov空间群中，我们首先导出了拓扑平凡绝缘体成为填充强制阻塞原子绝缘体（feOAI）的充要条件.值得注意的是，填充强制标准使得能够在不知道能带结构的表示的情况下识别被阻挡的原子带。因此，不需要从头计算的填充强制标准，虽然他们需要获得的带隙。在拓扑量子化学网站的帮助下，我们对feOAI进行了高通量搜索，发现957个ICSD条目（638种独特材料）是顺磁性feOAI，其中738（475）种材料具有间接间隙。FeOAIs的金属阻挡表面状态也展示了几种材料的例子。
2021-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
